兔关节软骨细胞体外三维培养条件的优化

实验使用海藻酸钠水凝胶作为细胞支架.模拟软骨细胞体内生长的三维环境,研究了体外三维培养条件下,不同浓度的胎牛血清(FBS)和硒酸复合液(ITS)体系对兔透明软骨细胞(hyaline cartilage)的牛长、增殖和细胞外基质分泌活动的影响.结果 表明,三维模式培养21天,透明软骨细胞仍然具有较好的增殖活性.在硒酸复合液及低浓度血清时,细胞未去分化,保持分泌Ⅱ型胶原(Collagen Ⅱ)和软骨聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的能力,与之比较,高浓度胎牛血清(10%)培养条件下,在21天开始细胞去分化,即硒酸复合液在一定的血清浓度下有助于维持软骨细胞生长、增殖,避免了软骨细胞受高浓度血清影响而去分化.     

以可注射性纤维蛋白封闭剂为支架体内构建组织工程软骨

目的: 研究以纤维蛋白封闭剂（FS）为载体复合人胚关节软骨细胞体内构建可注射性组织工程软骨的可行性。方法:常规分离消化,体外单层培养胎儿关节软骨细胞,观察软骨细胞的生物学特性。分别将1×107、2×107、3×107第4代软骨细胞与FS混合接种于裸鼠皮下, 并于第10周取材判断体内形成软骨的能力。结果: 3~4代软骨细胞保持了很高的增殖和分泌基质的能力。软骨细胞与FS的复合物体内接种后各组均可形成软骨样组织块,其湿重、GAG含量随着接种细胞数量的增多而增高,各组之间差异具有显著性（p<0.05）。3×107细胞组GAG含量与正常人胚关节软骨没有差异（p>0.05）。组织切片显示软骨细胞位于类似正常软骨组织的陷窝中,阿尔新蓝染色及II型胶原表达阳性,细胞内富含高尔基体、粗面内质网及大量分泌泡。结论: FS和人胚关节软骨细胞可以作为理想的支架材料和种子细胞应用于可注射软骨组织的构建。     

以人胎盘来源干细胞为种子细胞构建组织工程软骨

通过胰酶消化法分离培养人胎盘来源干细胞（human placenta-derived stem cells,hPDSCs）,对其生物学性状进行检测,在一定条件下使其向软骨细胞诱导分化;将hPDSCs和制备的胶原海绵支架材料复合体外构建组织工程软骨组织,移植到裸鼠体内后观察其形成软骨组织的能力,为以hPDSCs作为种子细胞进行组织工程软骨组织的构建提供理论基础.研究发现hPDSCs具有间充质干细胞性状和良好的增殖能力,能连续培养30代以上保持未分化状态;将hPDSCs培养于软骨细胞诱导培养基中,可以分化形成具有生物学功能的软骨细胞.将hPDSCs与胶原海绵支架材料在诱导培养基中复合,7天后可以观察到有软骨样结构形成,Ⅱ型胶原表达阳性;裸鼠体内移植实验证实,hPDSCs与胶原海绵复合后可以在体内形成软骨组织,组织学观察软骨陷窝形成,并且Ⅱ型胶原阳性表达.研究结果表明hPDSCs具有向软骨细胞分化的潜能,与胶原海绵支架材料复合后可以构建形成具有生物学功能的软骨组织,为临床工作中软骨缺损的修复治疗提供了新的治疗策略,具有广阔的临床应用前景。     

伴刀豆蛋白A促进培养的静止软骨细胞分化

本文观察了Ｃｏｎ Ａ对培养软骨细胞的分化影响，结果证实了Ｃｏｎ Ａ对培养的静止软骨细胞高分子硫酸化ＰＧ，ＡＫＰａｓｅ，维生素Ｄ１受体的合成及细胞外基质＾４５Ｃａ摄取和沉积的钙含量具有明显的促进作用，显示了Ｃｏｎ Ａ具有特异地促进软骨细胞成熟化和终末分化的生物学作用。Ｃｏｎ Ａ的这一作用可由ＭｅＭａｎ完全解除，并有明显的凝集素特异性。     

低强度周期性静水压力对人膝关节软骨细胞的影响

目的:探讨低强度周期性静水压力对体外培养的人膝关节软骨细胞增殖、凋亡,以及细胞Ⅱ型胶原分泌表达的影响。方法:体外酶消化法分离培养成人膝关节正常软骨细胞,将培养的第3代软骨细胞分为两组:正常对照组、3.0MPa组压力实验组,应用多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置加载低强度周期性压力,共5d,每天2h。Ⅱ型胶原免疫组织化学染色法和甲苯胺蓝染色法鉴定软骨细胞,流式细胞术检测细胞凋亡,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法绘制细胞生长曲线,qRT-PCR、Western-Blot检测Ⅱ型胶原的分泌和表达。结果:软骨细胞Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和甲苯胺蓝染色均显示为阳性。与正常对照组相比,3.0MPa组表现出促进软骨细胞增殖,抑制细胞凋亡,且Ⅱ型胶原的合成分泌明显升高(P0.05)。结论:通过体外模拟人生理情况下较低强度(3.0MPa)的周期性静水压力对人软骨细胞增殖、凋亡水平及周围基质分泌合成功能的影响,初步证实了较低强度压力有助于软骨自我修复和自身保护作用的发挥。     

大鼠半月板纤维软骨细胞的体外培养和生物学特征鉴定

目的:体外分离、培养和鉴定大鼠半月板纤维软骨细胞,为研究大鼠半月板纤维软骨细胞的损伤修复提供简单、可行的细胞培养方法。方法:机械分离大鼠膝关节内外侧半月板,0.1%Ⅱ型胶原酶消化配合机械吹打,10%FBS的培养基行原代和传代培养,倒置显微镜动态观察不同时间点半月板纤维软骨细胞的形态及生长情况,鉴定采用甲苯胺蓝染色法和Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色法。CCK-8法检测大鼠纤维软骨细胞增殖。结果:在不同时间点,细胞表现出不同的生理形态,由多角形或短梭形变为梭形,最终呈现出三角形或椭圆形,并随着时间延长,细胞增殖能力逐渐增加。细胞培养48 h和72 h的OD值分别明显高于培养24 h的OD值(P0.05),差异具有统计学意义。细胞培养48 h和72 h的OD值相比较,72 h的OD值虽有增加,但并无统计学差异(P0.05)。经甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫荧光染色为阳性。结论:该方法培养的细胞形态稳定,增殖能力强,具有体内纤维软骨细胞的生物学基本特性,可为后续实验提供简单、可靠的原代大鼠半月板纤维软骨细胞培养方法。     

TGF-β1对体外培养的关节软骨细胞的作用

以原代培养的软骨细胞为材料,研究了转化生长因子IGF－β1对关节软骨细胞的增殖和软骨特异性基质代谢的作用,结果显示TGF－β1可以刺激细胞外基质中蛋白多糖含量的增加,并可以在转录水平上调节Ⅱ型胶原的表达。TGF－β1可以在体外诱导高密度培养的软骨细胞形成透明软骨样结构。没有用TGF－β1处理的高密度培养细胞不能形成透明软骨样结构,在透射电镜下观察发现其内部结构发生了异常变化。这些结果表明TGF－β1对于支持关节软骨细胞的体外培养具有重要的作用。     

高密度微团培养法对人骨关节炎软骨细胞分化影响的实验研究

目的探讨高密度微团(Micromass)的细胞培养方法对人骨关节炎软骨细胞终末期成熟分化的作用影响。方法临床获取人骨关节炎关节软骨组织,分离骨关节炎软骨细胞,分别进行低密度单层培养和高密度微团培养,隔日细胞换液1次。每2日倒置显微镜观察细胞形态的变化;碱性磷酸酶(ALP)染色方法检测ALP的分泌;RT-PCT方法检测细胞内Col2、Aggrecan、ALP和MMP-13等因子mRNA的表达。结果人骨关节炎软骨细胞具有自发性向终末期成熟分化的特征,在相同时间点,Micromass培养的软骨细胞与低密度单层培养的细胞相比,更具有软骨细胞的形态特征;ALP染色显示,Micromass培养的细胞内ALP染色强度明显减弱;RT-PCT显示,Micromass培养的细胞内Col2和Aggrecan因子mRNA的表达显著提高(P0.05);ALP和MMP-13因子mRNA的表达显著降低(P0.05)。结论高密度微团培养法抑制人骨关节炎软骨细胞过快的成熟分化,更好的维持了细胞的软骨细胞表型。     

人胚髁状突软骨细胞的改良培养及生物学特性的研究

目的:探讨行之有效的人胚髁状突软骨细胞体外分离培养方法及研究其生物学特性.方法:用0.25%胰蛋白酶和0.2%Ⅱ型胶原酶分阶段联合消化法分离髁状突软骨细胞,将分离的软骨细胞与未消化完的小片软骨共同置入预涂多聚赖氨酸的培养瓶中培养,通过倒置显微镜,免疫组织化学染色、电镜观察等方法与传统培养方法对比,检测软骨细胞的分离后存活率、贴壁生长速度及传代7次内髁状突软骨细胞表型改变相伴随的形态学及生物学特征.结果:本方法培养的人髁突软骨细胞存活率可达98%以上,细胞贴壁能力强,与传统培养方法形成细胞单层的速度相比具有统计学意义(p<0.05).7代以内培养的髁状突软骨细胞免疫组织化学染色阳性,透射电镜可见细胞内有丰富的粗面内质网及线粒体.而传统培养方法所获得的人髁状突软骨细胞存活率为90%左右,培养3代以后免疫组织化学染色显示其软骨细胞表型逐渐减弱,培养至第7代其免疫组织化学染色为阴性.结论:本方法培养的髁状突软骨细胞存活率高,且能维持软骨细胞的特有表型,至少能保持软骨细胞7代稳定,是一种简便、有效的培养方法.     

人正常及骨关节炎软骨细胞体外培养的对照研究

摘要目的：研究人正常软骨细胞及骨关节炎软骨细胞的体外分离、培养及鉴定方法,对其生物学特性进行对照并评价其生物学活性。方法：取人创伤性截肢与骨关节炎全膝置换的无菌膝关节软骨,采用两步酶消化法分离培养人关节软骨细胞,并进行传代培养。通过倒置相差显微镜下观察细胞形态,绘制生长曲线,测细胞增殖,甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色对细胞进行对照研究。结果：骨关节炎软骨细胞形态似成纤维细胞,生长速度明显较正常软骨细胞慢。MTT测细胞增殖显示,第2．4、6代骨关节炎软骨细胞在相同时间点大都比同代正常软骨细胞增殖速度慢（P〈0．05）。甲苯胺蓝及Ⅱ型胶原免疫组化染色显示,骨关节炎软骨细胞染色较正常软骨细胞浅,经多次传代后基本无着色。结论：正常软骨细胞5代以内细胞生长良好,生物学特性明显,5代以后出现去分化现象。骨关节炎软骨细胞增殖慢,生物学特征退变旱,符合软骨细胞退变的表现。这为骨关节炎在软骨细胞水平的研究提供了实验基础。     

SMAD3介导TGF-β1刺激软骨细胞增殖和抑制软骨细胞肥大性分化(英文)

为研究TGF β1 SMAD3信号对小鼠软骨细胞增殖和分化的影响 ,分离了野生型与Smad3基因剔除 (Smad3ex8 ex8)突变纯合子小鼠肋骨软骨细胞并进行了体外培养 .通过3 H TdR参入实验检测了体外培养软骨细胞的增殖能力 .TGF β1可以刺激野生型软骨细胞的增殖 ,Smad3基因缺失导致小鼠软骨细胞丧失对TGF β1刺激生长作用的应答 .Northern杂交显示 ,TGF β1促进野生型小鼠软骨细胞表达Ⅱ型胶原 ,而Smad3基因缺失突变纯合子软骨细胞大量表达肥大性软骨细胞的分子标记物X型胶原 .结果表明 ,SMAD3介导转化生长因子TGF β1刺激软骨细胞增殖并抑制软骨细胞的肥大性分化     

可磷酸化短肽偶联壳聚糖介导IL-1RA与IGF-1共转染对兔关节软骨细胞的作用

探讨可磷酸化短肽偶联壳聚糖(phosphorylatable short peptide coupled chitosan,pSP-CS),介导人白细胞介素 1受体拮抗剂基因(interleukin-1 receptor antagonist protein,IL-1RA)和人胰岛素样生长因子1基因(insulin like growth factor-1,IGF-1) 共转染,对体外培养的兔关节软骨细胞的作用. 将pSP-CS 与共表达质粒pBudCE4.1-IL-1RA+IGF-1、单基因表达质粒pBudCE4.1-IL-1RA、pBudCE4.1-IGF-1和空质粒pBudCE4.1制成pSP-CS/pDNA复合物,转染体外分离培养的正常兔原代关节软骨细胞. ELISA 法检测IL-1RA和IGF-1的表达,以表征pSP CS转染效率;Cell Counting Kit-8 (CCK-8) 法分析软骨细胞的增殖活力;流式细胞仪检测软骨细胞的凋亡;定量PCR检测软骨细胞中基质金属蛋白酶抑制剂-1(matrix metallo proteinase inhibitor-1, Timp-1)、基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase-3, Mmp-3)、聚集蛋白聚糖 (Aggrecan) 基因表达. 转基因组IL-1RA和IGF-1有较高的表达水平;各转基因组明显促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、下调Mmp-3基因表达、上调Timp 1和Aggrecan基因表达,且双基因组作用明显优于单基因组(P<0.05). 结果表明,pSP-CS可以携带外源基因进入软骨细胞并大量表达, IGF-1与IL-1RA协同作用明显提高体外培养软骨细胞的生物活性, 为今后研究pSP-CS介导多基因体内治疗软骨损伤提供了基础.     

骨髓间质干细胞定向分化的研究进展

骨髓间质干细胞是多能细胞 ,可分化成为间质组织 ,包括骨、软骨、脂肪、肌腱、肌肉和骨髓基质。在体外培养时 ,细胞贴附生长 ,呈成纤维样细胞表型 ,通过诱导可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞或肌肉细胞等。本文综述间质干细胞在体内和体外定向分化的研究进展 ,并探讨其应用前景。     

羌活地黄汤含药血清对兔关节软骨细胞增值及RANKL mRNA的影响

目的:观察羌活地黄汤含药血清对软骨细胞增值及RANKL mRNA(receptor activator nuclear factor kappa B ligand)表达的影响.方法:采用血清药理学和体外培养兔关节软骨细胞的方法,通过MTS/PMS系统检测羌活地黄汤含药血清对软骨细胞增殖的影响以及采用实时荧光定量PCR检测软骨细胞RANKL mRNA表达变化.结果:羌活地黄汤含药血清对体外培养的兔关节软骨细胞有促进增殖的作用,与实验对照组相比差异均有统计学意义(P＜0.05),羌活地黄汤含药血清组RANKL mRNA表达量低于同一时间节点的实验时照组.结论:羌活地黄汤含药血清能促进体外培养的软骨细胞增殖,同时能抑制软骨细胞RANKLmRNA的表达.     

培养软骨细胞再形成生长板样软骨组织的研究

分离的家兔肋软骨的生长板软骨细胞在含10%的胎牛血清的IMDM培养液中进行高密度培养。培养的软骨细胞经过增殖、分化重新构建形成了生长板样软骨组织;在组织学上,细胞的排列呈现明显的方向性,肥大细胞位于上侧、增殖细胞位于下面从而形成明显的细胞分化区带,即增殖、成熟区和肥大区,并且细胞纵向排列成柱状;在生化代谢方面,软骨细胞DNA,蛋白多糖和碱性磷酸酶的合成具有动态的严格的时间规律性,与在体生长板软骨细胞分化的进程相一致,完整地模拟了在体软骨细胞分化及其代谢的全部过程。     

伴刀豆蛋白A促进培养的静止软骨细胞分化

本文观察了ConA对培养软骨细胞的分化的影响。结果证实了ConA对培养的静止软骨细胞高分子硫酸化PG、AKPase,维生素D_3受体的合成及细胞外基质~(45)Ca摄取和沉积的钙含量具有明显的促进作用。显示了ConA具有特异地促进软骨细胞成熟化和终末分化的生物学作用。ConA的这一作用可由MeMan完全解除,并有明显的凝集素特异性。     

使用透明质酸钠复合海藻酸钠水凝胶球3D培养软骨细胞抑制细胞去分化的研究

目的:验证海藻酸钠(Alginate,Alg)水凝胶球添加透明质酸钠(Sodium hyaluronate,HA)后,对大鼠膝软骨细胞体外3D培养时软骨细胞去分化的抑制情况。方法:用Ⅱ型胶原酶消化法获取2周龄SD大鼠膝关节原代软骨细胞,体外培养传代至P2。细胞分为2组,1组用2%海藻酸钠水凝胶球3D培养(Alg组),另一组用2%海藻酸钠+1%透明质酸钠的水凝胶球3D培养(Alg/HA组),采用正交法制作海藻酸钠水凝胶球。培养14天后,两组各取水凝胶球进行死活细胞染色观察细胞状态。其他水凝胶球收集后用4%多聚甲醛固定,30%蔗糖溶液脱水,OCT(Optimal cutting temperature compound)包埋剂包埋切片,采用苏木精-伊红染色法(Hematoxylin-eosin staining,HE染色)、甲苯胺蓝染色观察软骨细胞形态;采用阿利新蓝染色观察对比糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAG)含量;采用免疫荧光染色对比Ⅱ型胶原(Collagen typeⅡ,ColⅡ)含量;采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测软骨细胞ColⅡ和聚蛋白多糖(Aggrecan,ACAN)的表达情况。结果:死活细胞染色显示两组水凝球内软骨细胞状态良好,几乎无死细胞;阿利新蓝染色显示Alg/HA组与Alg组相比软骨细胞分泌更多的GAG;免疫荧光染色显示Alg/HA组比Alg组软骨细胞内含更多的Ⅱ型胶原;Western blot显示Alg/HA组软骨细胞比Alg组ColⅡ的蛋白表达更多。结论:含透明质酸钠的海藻酸钠水凝胶可以更好地维持软骨细胞的表型,抑制软骨细胞去分化。     

不同硒浓度培养的一株链格孢霉产物对兔软骨细胞的影响

本实验研究了加硒培养的一株链格孢霉(Alternaria alternate)菌株的产物对兔软骨细胞毒损作用的影响。采用合成培养液,添加不同浓度硒元素后进行摇瓶培养链格孢霉菌株;发酵产物用75%乙醇提取后减压浓缩;将不同硒处理的发酵产物提取物加入兔软骨细胞培养体系,采用四氮唑蓝(MTT)法测定软骨细胞的生长速率,甲苯胺蓝染色法检测其蛋白聚糖的表达,免疫组化法检测Ⅱ型胶原表达量,半定量RT-PCR法检测细胞蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA的表达。结果显示,在实验所设浓度范围内,加硒对该链格孢霉菌株的生长有一定影响,但不显著。加不同浓度硒培养所得发酵产物提取物对兔软骨细胞生长速率的影响各异,多表现为抑制作用。菌株发酵产物的提取物对Ⅱ型胶原和蛋白聚糖mRNA的表达量有些微促进作用,尤其是加一定浓度硒的处理;但对这两种蛋白的表达都有抑制作用,不过和未加硒的处理相比,加一定浓度硒培养所得提取物的抑制效果有所减轻。本研究结果表明,硒对该链格孢霉菌株的生长有一定影响;加不同浓度硒培养的菌株提取物对兔软骨细胞损伤有关的指标影响不同;说明环境硒水平—真菌产物毒性—软骨细胞损伤之间可能存在一定关系,值得进一步研究。     

小分子药物BNTA通过上调Insig1缓解高胆固醇引起的骨关节炎

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是运动系统常见的退行性疾病,具有高发病率和高致残率。骨关节炎的发病机制目前尚不明确,既往研究认为骨关节炎发病主要与创伤因素相关,而近期研究表明,以胆固醇代谢异常为主的代谢性因素同样与骨关节炎密切相关,骨关节炎的治疗以早期对症治疗和晚期手术治疗为主,尚无针对病因的特效药物。既往研究中发现,有一种具有软骨保护作用的小分子药物BNTA,其在创伤引起的骨关节炎中具有较好的疗效,但其对高胆固醇引起的骨关节炎的作用尚不明确。本研究为探究BNTA对高胆固醇引起的骨关节炎的治疗作用及其机制,采用高胆固醇饮食构建了大鼠骨关节炎模型,取膝关节石蜡切片进行组织学评估,使用油红O染色评估大鼠软骨细胞内的脂质积聚情况,使用RT-qPCR、免疫荧光和免疫组化评估软骨细胞合成代谢、分解代谢及胆固醇代谢相关基因和蛋白质的表达。结果显示,BNTA可缓解高胆固醇大鼠骨关节炎模型中的病理表现,改善OARSI评分。在大鼠软骨细胞中,BNTA可促进合成代谢相关基因col2、sox9、acan的表达,抑制分解代谢相关基因mmp13、adamts5的表达,可改善高胆固醇引起的大鼠软骨细胞脂质积聚。在大鼠软骨细胞和高胆固醇大鼠骨关节炎模型中BNTA均可上调Insig1表达。本研究证实,高胆固醇可在体内和体外实验中加重骨关节炎,可引起大鼠软骨细胞脂质积聚增加。在体内和体外实验中BNTA均能缓解高胆固醇引起的骨关节炎表型,改善软骨细胞内的异常脂质积聚,其作用可能为通过上调Insig1抑制细胞内的胆固醇生物合成,从而缓解脂质异常积聚。     

软骨细胞上清液诱导冻存复苏后人骨髓间充质干细胞的研究

目的:探讨人软骨细胞培养上清诱导冻存人骨髓充质干细胞向软骨细胞分化的可行性.方法:取进行全髋关节置换术老年患者的骨髓和软骨组织,利用密度梯度离心法、全骨髓培养法分别培养骨髓间充质干细胞,冻存备用.培养软骨细胞,观察细胞生长,收集软骨细胞培养上清.复苏冻存的人骨髓间充质干细胞,观察复苏后细胞生长状态.利用收集的软骨细胞培养上清对复苏间充质干细胞进行定向诱导,诱导培养2周,观察细胞外观表型变化,Ⅱ型胶原免疫组化检测诱导后人骨髓间充质干细胞Ⅱ型胶原的表达.结果:密度梯度离心法与全骨髓培养法均可分离获得人骨髓间充质干细胞,原代生长前者优于后者.复苏细胞仍进行可传代,与正常生长骨髓间充质细胞无明显差异,均可传至第8代.软骨细胞培养上清诱导2周后,细胞形状向圆形,多角形转变,冻存骨髓间充质干细胞Ⅱ型胶原免疫组化检测Ⅱ型胶原表达阳性.结论:老年人骨髓间充质干细胞仍具有向软骨细胞转化的能力,冻存不影响其转化能力.